DE102022121198A1

DE102022121198A1 - Electrical circuit arrangement for an LED string of lights

Info

Publication number: DE102022121198A1
Application number: DE102022121198.3A
Authority: DE
Inventors: Jens Döring
Original assignee: Individual
Current assignee: DOERING, JENS, DE
Priority date: 2022-08-22
Filing date: 2022-08-22
Publication date: 2024-02-22

Abstract

Die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer elektrischen Schaltung für eine LED-Lichterkette. Als Spannungsquelle sind Batterien/Akkus vorgesehen. Der Schaltungsaufbau soll eine Laufzeit der Beleuchtung ohne Batteriewechsel von mindestens sechs Monaten garantieren.Die Schaltungsanordnung für eine Lichterkette (L) benutzt als Spannungsquelle Akkus (B). Auf einer Leiterplatte ist eine elektrische Verbindung als Minusleitung von den Akkus (B) über zwei Dioden (D1 + D2) zur Lichterkette (L) und weiter zu einem Schalter (S1 und S2) über einen Widerstand (R3) angeordnet. Weiterhin ist eine Verbindung von den Akkus (B) als Plusleitung über ein Potentiometer (R1) zum Schalter (S1) als Intervallschaltung oder über eine vor dem Potentiometer (R1) abzweigende Direktverbindung zum Schalter (S2) als Dauerlicht vorgesehen. Weitere Abzweigungen von der Plusleitung sind über ein Potentiometer (R2) zu zwei Transistoren (T1 + T2) und weiter zur Verbindung zu Schalter (S2) und über Widerstände (R7 + R8) und einem Widerstand (R6) zu einem Transistor (T3) vorgesehen. Der Transistor (T3) besitzt eine Verbindung zu dem Transistor (T2) und zu einem Transistor (T4), wobei der Transistor (T4) eine Verbindung zur Diode (D2) und zur Lichterkette (L) besitzt. Parallel zu den Transistoren (T1 + T2) ist ein Kondensator (C) angeordnet.The object of the present invention is to create an electrical circuit for an LED string of lights. Batteries/accumulators are provided as the voltage source. The circuit design should guarantee a running time of at least six months for the lighting without changing the battery. The circuit arrangement for a string of lights (L) uses batteries (B) as a voltage source. An electrical connection is arranged on a circuit board as a negative line from the batteries (B) via two diodes (D1 + D2) to the light chain (L) and further to a switch (S1 and S2) via a resistor (R3). Furthermore, a connection from the batteries (B) is provided as a positive line via a potentiometer (R1) to the switch (S1) as an interval switch or via a direct connection branching off in front of the potentiometer (R1) to the switch (S2) as a continuous light. Further branches from the plus line are provided via a potentiometer (R2) to two transistors (T1 + T2) and further to the connection to the switch (S2) and via resistors (R7 + R8) and a resistor (R6) to a transistor (T3). . The transistor (T3) has a connection to the transistor (T2) and to a transistor (T4), the transistor (T4) having a connection to the diode (D2) and to the light chain (L). A capacitor (C) is arranged in parallel with the transistors (T1 + T2).

Description

Elektrische Schaltungsanordnung für eine LED-Lichterkette, die in einem Naturstein integriert ist und aus dem Stein heraus leuchtet und als Spannungsquelle Batterien bzw. Akkus benutzt und eine Laufzeit von mindestens sechs Monaten ermöglicht.Electrical circuit arrangement for an LED light chain that is integrated into a natural stone and lights up from the stone and uses batteries as a voltage source and enables a running time of at least six months.

In der Schrift DE 10 2008 057 042 B2 wird eine stromsparende Sensorschaltung beschrieben, die einen Sensor, einen manuell betätigbaren Schalter oder Taster, einen bistabilen Stromstoßschalter und mindestens einen an einer Verbraucherphase angeschlossenen Verbraucher umfasst, wobei der Verbraucher über den Stromstoßschalter zumindest ausgeschaltet werden kann und wobei der Sensor nach Einschalten einer Sensornetzphase eine Sensorschaltphase einschaltet und nach Feststellung keines sensorauslösenden Ergebnisses über einen vorbestimmten die Sensorschaltphase wieder abschaltet, gekennzeichnet dadurch, dass die Schaltung des weiteren ein Steuermodul umfasst, das verbraucherphasenseitig angeschlossen ist, wobei an dem Steuermodul der Sensor mit Sensornetzphase und Sensorschaltphase sowie die Stromstoßspule des Stromstoßschalters angeschlossen sind, und wobei eine Betätigung des Schalters oder Tasters eine Spannungsversorgung sowohl des Verbrauchers, des Steuermoduls und des Sensors bewirkt, wonach der Sensor nach Feststellung keines sensorauslösenden Ereignisses über ein vorbestimmbare Zeit ein Abschalten der Sensorschaltphase an das Steuermodul signalisiert, wodurch das Steuermodul den Stromstoßschalter durch Abgabe eines Schaltimpulses an die Stromstoßspule betätigt, so dass die Verbraucherphase abgeschaltet wird und somit Verbraucher, Steuermodul und Sensor von der Spannungsversorgung getrennt werden.In Scripture DE 10 2008 057 042 B2 An energy-saving sensor circuit is described which comprises a sensor, a manually operable switch or button, a bistable current impulse switch and at least one consumer connected to a consumer phase, wherein the consumer can at least be switched off via the impulse switch and wherein the sensor has a sensor switching phase after switching on a sensor network phase switches on and, after determining no sensor-triggering result, switches the sensor switching phase off again over a predetermined period, characterized in that the circuit further comprises a control module which is connected on the consumer phase side, the sensor with sensor network phase and sensor switching phase as well as the current impulse coil of the impulse switch being connected to the control module, and wherein an actuation of the switch or button causes a voltage supply to both the consumer, the control module and the sensor, after which the sensor, after detecting no sensor-triggering event, signals a switch-off of the sensor switching phase to the control module over a predeterminable time, whereby the control module activates the impulse switch by emitting a Switching pulse to the current impulse coil is actuated so that the consumer phase is switched off and thus the consumer, control module and sensor are separated from the power supply.

In der Schrift DE 20 2005 001 373 U1 wird eine ferngesteuerte Dekoleuchte beschrieben, welche auf der einen Seite die gewünschte Ansteuerung mit unterschiedlichen Leichteffekten ermöglicht und auf der anderen Seite gleichzeitig eine möglichst lange Lebensdauer hat und obendrein geometrisch ausreichend klein ist, um möglichst realistisch die äußere Erscheinungsform einer echten Wachsweihnachtskerze nachbildet, und welche gleichzeitig ausreichend leicht ist, um möglichst flexibel anbringbar ist. Als Energieversorgung werden hier Nickel-Cadmium-Akkus empfohlen. Diese Akkus besitzen beispielsweise eine Kapazität von 600 Milliamperestunden, so dass sich eine lange Betriebszeit ohne zwischenzeitliches Aufladen ergibt. Auch Nickel-Metallhydrid-Akkus sind hierfür geeignet und besitzen eine Kapazität von 2000 Milliamperestunden. Für die Funksteuerung wird ein Decoder-Chip mit einer Betriebsspannung von 2,4 Volt benutzt. Es erfolgt der Einsatz von LEDs.In Scripture DE 20 2005 001 373 U1 A remote-controlled decorative light is described which, on the one hand, enables the desired control with different light effects and, on the other hand, at the same time has the longest possible lifespan and, on top of that, is geometrically small enough to reproduce the external appearance of a real wax Christmas candle as realistically as possible, and at the same time is sufficiently light so that it can be attached as flexibly as possible. Nickel-cadmium batteries are recommended as energy supply here. These batteries, for example, have a capacity of 600 milliamp hours, which means they have a long operating time without needing to be charged in the meantime. Nickel-metal hydride batteries are also suitable for this and have a capacity of 2000 milliamperes hours. A decoder chip with an operating voltage of 2.4 volts is used for radio control. LEDs are used.

Weiterhin wird in der Schrift DE 10 2010 028 795 A1 wird eine Schaltung zum Betrieb einer Leuchteinheit beschrieben, die eine Stromspiegel, der über eine Referenzspannungsquelle vorspannbar ist, wobei der Stromspiegel mit einer Regelstrecke verbunden ist, mithilfe derer ein Strom von einer Energiequelle zu der Leuchteinheit einstellbar ist und somit die Batterielaufzeit verlängert.Furthermore, in Scripture DE 10 2010 028 795 A1 a circuit for operating a lighting unit is described, which has a current mirror that can be biased via a reference voltage source, the current mirror being connected to a controlled system, with the help of which a current from an energy source to the lighting unit can be adjusted and thus extends the battery life.

Die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer elektrischen Schaltung für die Beleuchtung eines Natursteinblockes vom Inneren des Blockes. Als Spannungsquelle sind Batterien bzw. Akkus, ebenfalls im Natursteinblock integriert, vorgesehen. Der Schaltungsaufbau soll eine Laufzeit der Beleuchtung ohne Batteriewechsel von mindestens sechs Monaten garantieren.The object of the present invention is to create an electrical circuit for illuminating a natural stone block from the interior of the block. Batteries or accumulators, also integrated into the natural stone block, are provided as a voltage source. The circuit design should guarantee a lighting life of at least six months without changing the battery.

Die Beleuchtung des Natursteinblocks, z. B. mit einer integrierten Uhr, wird im Inneren des Blocks mit zwei Batterien bzw. Akkus mit jeweils 1,5 V, also insgesamt mit 3 V betrieben. Die Beleuchtung besteht aus einer Lichterkette aus LEDs. Neben den Batterien und der Lichterkette ist in der Schaltung noch ein Schalter vorgesehen, der einmal die Beleuchtung auf Dauerlicht einstellen kann und zum Anderen eine Intervallschaltung ermöglicht. Ein parallel zu zwei Transistoren angeordneter Kondensator ist ein Zeit bestimmender Kondensator bis zu sechs Stunden. Diese Transistoren und zwei weitere Transistoren dienen zur Verstärkung der Spannung. Jeweils ein Potentiometer vor dem Schalter für die Intervalleinstellung und ein Potentiometer zwischen einem Transistor und der Plusleitung zischen dem Schalter und den Batterien können auch durch Festwiderstände ersetzt werden. Zwei Dioden in der Minusleitung zwischen den Batterien und der Lichterkette und weiter zum Schalter für Intervallschaltung bzw. Dauerlicht dienen zur Spannungsbegrenzung. Der vorgeschlagene Schaltungsaufbau ermöglicht einen Stromverbrauch der LED-Lichterkette von 4 bis 7 mA. Somit ist eine Nutzung der Batterien über sechs Monate möglich.The lighting of the natural stone block, e.g. B. with an integrated clock, is operated inside the block with two batteries with 1.5 V each, i.e. a total of 3 V. The lighting consists of a chain of lights made of LEDs. In addition to the batteries and the light chain, there is also a switch in the circuit that can set the lighting to continuous light and also enables interval switching. A capacitor arranged in parallel with two transistors is a time-determining capacitor for up to six hours. These transistors and two other transistors are used to amplify the voltage. A potentiometer in front of the switch for the interval setting and a potentiometer between a transistor and the positive line between the switch and the batteries can also be replaced by fixed resistors. Two diodes in the negative line between the batteries and the light chain and on to the switch for interval switching or continuous light serve to limit the voltage. The proposed circuit design allows a power consumption of the LED fairy lights of 4 to 7 mA. This means that the batteries can be used for over six months.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 das Schaltbild für die elektrische Beleuchtung im Inneren eines Natursteinblockes als Träger der Uhr und
2 die LED-Lichterkette als Schaltbild.

An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 the circuit diagram for the electrical lighting inside a natural stone block as the support for the clock and
2 the LED fairy lights as a circuit diagram.

Die Beleuchtung des Natursteinblocks mit einer Uhr wird im Inneren des Blocks mit zwei Batterien B bzw. Akkus B mit jeweils 1,5 V, also insgesamt mit 3 V betrieben. Die Beleuchtung besteht aus einer Lichterkette L aus LEDs. Die Lichterkette besteht im Ausführungsbeispiel aus zehn LEDs a' 5 V, die alle parallel geschalten sind und bei 3 V a' 1,6 mA durchflossen werden. Die Schaltungsanordnung ist auf einer Leiterplatte mit den Maßen 20 mm x 26 mm angeordnet und auf dieser ist eine elektrische Verbindung als Minusleitung von den Batterien B bzw. Akkus B über zwei Dioden D1 und D2 zur Lichterkette L und weiter zu einem Schalter S1 und S2 über einen Widerstand R3 und eine elektrische Verbindung von den Batterien B bzw. Akkus B als Plusleitung über ein Potentiometer R1 zum Schalter S1 als Intervallschaltung S1 oder über eine vor dem Potentiometer R1 abzweigende Direktverbindung zum Schalter S2 als Dauerlicht S2. vorgesehen ist. Weiterhin besteht eine Abzweigung von der Plusleitung über ein Potentiometer R2 zu zwei Transistoren T1 und T2 und weiter zur Verbindung zu Schalter S2. Die Transistoren T1 und T2 arbeiten mit 30 bis 100 mV und besitzen einen Verstärkungsfaktor von 50 bis 80. Über zwei Widerstände R7 und R8 und einem Widerstand R6 besteht eine Verbindung zu einem Transistor T3. Der Transistor T3 besitzt eine Verbindung zu dem Transistor T2 und zu einem Transistor T4, wobei der Transistor T4 eine Verbindung zur Diode D2 und zur Lichterkette L besitzt. Die zwei Transistoren T3 und T4 arbeiten mit 50 bis 100 mV und besitzen einen Verstärkungsfaktor von 30. Alle Transistoren T1 bis T4 dienen zur Verstärkung der Spannung.The lighting of the natural stone block with a clock is operated inside the block with two batteries B or rechargeable batteries B with 1.5 V each, i.e. a total of 3 V. The lighting consists of a light chain L made of LEDs. In the exemplary embodiment, the light chain consists of ten LEDs at 5 V, which are all connected in parallel and at 3 V at 1.6 mA flown. The circuit arrangement is arranged on a circuit board measuring 20 mm x 26 mm and on this there is an electrical connection as a negative line from the batteries B or rechargeable batteries B via two diodes D1 and D2 to the light chain L and further to a switch S1 and S2 a resistor R3 and an electrical connection from the batteries B or rechargeable batteries B as a positive line via a potentiometer R1 to the switch S1 as an interval switch S1 or via a direct connection branching off in front of the potentiometer R1 to the switch S2 as a continuous light S2. is provided. There is also a branch from the plus line via a potentiometer R2 to two transistors T1 and T2 and further to the connection to switch S2. The transistors T1 and T2 operate at 30 to 100 mV and have a gain factor of 50 to 80. There is a connection to a transistor T3 via two resistors R7 and R8 and a resistor R6. The transistor T3 has a connection to the transistor T2 and to a transistor T4, with the transistor T4 having a connection to the diode D2 and to the light chain L. The two transistors T3 and T4 operate at 50 to 100 mV and have an amplification factor of 30. All transistors T1 to T4 are used to amplify the voltage.

Die Transistoren T1 und T2 besitzen über einen Widerstand R4 und der Transistor T3 über einen Widerstand R5 eine Verbindung zur Minusleitung.The transistors T1 and T2 have a connection to the negative line via a resistor R4 and the transistor T3 via a resistor R5.

Der Potentiometer R1 vor dem Schalter S1 besitzt eine Größe von 200 kΩ und der Potentiometer R2 zwischen der Plusleitung und dem Transistor T2 besitzt eine Größe von 1 kΩ. Die zwei Potentiometer R1 und R2 können auch durch Festwiderstände ersetzt werden. Die im Ausführungsbeispiel eingesetzten Widerstände besitzen folgende Werte R3=1 kΩ, R4=5 kΩ, R5=1 kΩ, R6=10 kΩ, R7=100 Ω, R8=10 kΩ und R9=22 Ω. Zwei Dioden D1 und D2 zwischen den Batterien B und der Lichterkette L, in der Minusleitung zwischen Batterien B und Schalter S1 und S2, dienen zur Spannungsbegrenzung. Der vorgeschlagene Schaltungsaufbau ermöglicht einen Stromverbrauch der LED-Lichterkette L von 4 bis 7 mA.The potentiometer R1 in front of the switch S1 has a size of 200 kΩ and the potentiometer R2 between the plus line and the transistor T2 has a size of 1 kΩ. The two potentiometers R1 and R2 can also be replaced by fixed resistors. The resistors used in the exemplary embodiment have the following values R3=1 kΩ, R4=5 kΩ, R5=1 kΩ, R6=10 kΩ, R7=100 Ω, R8=10 kΩ and R9=22 Ω. Two diodes D1 and D2 between the batteries B and the light chain L, in the negative line between batteries B and switches S1 and S2, serve to limit the voltage. The proposed circuit design allows the LED light chain L to have a power consumption of 4 to 7 mA.

Zusammenstellung der BezugszeichenCompilation of reference symbols

Bb: Batterie, Akkubattery, rechargeable battery
LL: LED-LichterketteLED fairy lights
S1S1: Schalter IntervallschaltungSwitch interval switching
S2S2: Schalter DauerlichtSwitch permanently on
CC: Kondensatorcapacitor
R1 und R2R1 and R2: PotentiometerPotentiometers
R3 bis R9R3 to R9: WiderständeResistances
D1 und D2D1 and D2: Diodediode
T1 bis T4T1 to T4: TransistorenTransistors

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008057042 B2 [0002]
DE 202005001373 U1 [0003]
DE 102010028795 A1 [0004]

Claims

Electrical circuit arrangement for an LED light chain (L), which is integrated into a natural stone and lights up from the stone and uses batteries (B) or accumulators (B) as a voltage source, is arranged on a circuit board and there is an electrical connection on it as a negative line from the batteries (B) or accumulators (B) via two diodes (D1 and D2) to the light chain (L) and further to a switch (S1 and S2) via a resistor (R3) and an electrical connection from the batteries (B) or batteries (B) as a positive line via a potentiometer (R1) to the switch (S1) as an interval switch (S1) or via a direct connection branching off in front of the potentiometer (R1) to the switch (S2) as a continuous light (S2) and has a branch from the plus line via a potentiometer (R2) to two transistors (T1 and T2) and further to the connection to the switch (S2) and via resistors (R7 and R8) and a resistor (R6) to a transistor (T3) and the transistor (T3) has a connection to the transistor (T2) and to a transistor (T4), the transistor (T4) having a connection to the diode (D2) and the light chain (L) and in parallel to the transistors (T1 and T2) a capacitor (C) is arranged and the transistors (T1 and T2) have a connection to the negative line via a resistor (R4) and the transistor (T3) via a resistor (R5).

Electrical circuit arrangement for an LED light chain (L), characterized in that the light chain (L) with ten LEDs connected in parallel is supplied with 3 V a' 1.6 mA.

Electrical circuit arrangement for an LED string of lights, characterized in that two batteries or accumulators, each with 1.5 V and a capacity of at least 2000 milliamp hours, are used as the voltage source.